Międzynarodowy zespół astronomów odkrył masywną galaktykę spiralną podobną do Drogi Mlecznej, która uformowała się zaledwie miliard lat po Wielkim Wybuchu, ukazując nieoczekiwanie dojrzałą strukturę we wczesnym Wszechświecie.
Źródło: NASA/CSA/ESA, zespół PANORAMIC, M. Xiao (University of Geneva), C. C. Williams (NOIRLab), P. A. Oesch (University of Geneva), G. Brammer (Niels Bohr Institute)
Międzynarodowy zespół kierowany przez Uniwersytet Genewski (UNIGE) odkrył najodleglejszą znaną dotychczas kandydatkę na galaktykę spiralną. Ten skrajnie masywny układ powstał zaledwie miliard lat po Wielkim Wybuchu i już teraz wykazuje niezwykle dojrzałą strukturę, z centralnym zgrubieniem, dużym dyskiem gwiazdotwórczym i dobrze zdefiniowanymi ramionami spiralnymi. Odkrycie zostało dokonane przy użyciu danych z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba i oferuje ważny wgląd w to, jak galaktyki mogą formować się i ewoluować tak szybko we wczesnym Wszechświecie. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
Oczekuje się, że powstanie dużych galaktyk spiralnych, takich jak Droga Mleczna, zajmie kilka miliardów lat. Uważa się, że w ciągu pierwszych miliardów lat kosmicznej historii galaktyki były małe, chaotyczne i miały nieregularny kształt. Jednak JWST zaczyna ujawniać zupełnie inny obraz. Jego obrazowanie w głębokiej podczerwieni odkrywa zaskakująco masywne i dobrze ustrukturyzowane galaktyki w znacznie wcześniejszym czasie niż oczekiwano – co składnia astronomów do ponownej oceny tego, jak i kiedy galaktyki nabierają kształtu we wczesnym Wszechświecie.
Bliźniak Drogi Mlecznej we wczesnym Wszechświecie
Wśród tych nowych odkryć znajduje się Zhúlóng, najodleglejsza kandydatka na galaktykę spiralną zidentyfikowana do tej pory, obserwowana przy przesunięciu ku czerwieni 5,2 – zaledwie miliard lat po Wielkim Wybuchu. Pomimo tak wczesnego okresu, galaktyka wykazuje zaskakująco dojrzałą strukturę: stare zgrubienie centralne, duży dysk gwiazdotwórczy i ramiona spiralne – cechy typowe dla pobliskich galaktyk.
Nazwaliśmy tę galaktykę Zhúlóng, co w chińskiej mitologii oznacza “Smok Pochodni”. W micie Zhúlóng jest potężnym czerwonym smokiem słonecznym, który tworzy dzień i noc, otwierając i zamykając oczy, symbolizując światło i czas kosmiczny – powiedziała dr Mengyuan Xiao z Katedry Astronomii Wydziału Nauk Ścisłych UNIGE i główna autorka artykułu.
To, co wyróżnia Zhúlóng, to fakt, jak bardzo przypomina ona Drogę Mleczną pod względem kształtu, rozmiaru i masy gwiazdowej – dodała. Jej dysk rozciąga się na ponad 60 000 lat świetlnych, co jest porównywalne z naszą własną Galaktyką, i posiada ponad 100 miliardów gwiazd o masie słonecznej. To sprawia, że jest to jeden z najbardziej przekonujących odpowiedników Drogi Mlecznej, jakie kiedykolwiek znaleziono w tak wczesnym czasie, rodząc nowe pytania o to, jak masywne galaktyki spiralne mogły powstać tak szybko po Wielkim Wybuchu.
Przypadkowe odkrycie
Zhúlóng została odkryta w głębokim obrazowaniu przeglądu JWST PANORAMIC (GO-2514), rozległego programu pozagalaktycznego kierowanego przez Christinę Williams (NOIRLab) i Pascala Oescha (UNIGE). PANORAMIC wykorzystuje unikalny tryb czysta równoległość JWST – skuteczną strategię zbierania wysokiej jakości obrazów, podczas gdy główny instrument JWST zbiera dane na innym celu. Pozwala to JWST na mapowanie dużych obszarów nieba, co jest niezbędne do odkrywania masywnych galaktyk, ponieważ są one niezwykle rzadkie – powiedziała dr Christina Williams, asystent astronoma w NOIRLab i główny naukowiec programu PANORAMIC. To odkrycie podkreśla potencjał czysto równoległych programów do odkrywania rzadkich, odległych obiektów, które testują modele formowania się galaktyk.
Pisanie historii na nowo
Wcześniej uważano, że rozwój struktur spiralnych zajmuje miliardy lat, a masywne galaktyki miały istnieć dopiero w znacznie późniejszym okresie Wszechświata, ponieważ zazwyczaj tworzą się one po tym, jak mniejsze galaktyki łączą się ze sobą w czasie. To odkrycie pokazuje, jak JWST fundamentalnie zmienia nasze spojrzenie na wczesny Wszechświat – powiedział prof. Pascal Oesch, profesor nadzwyczajny w Katedrze Astronomii na Wydziale Nauk Ścisłych UNIGE i główny badacz programu PANORAMIC.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
UNIGE
